（易程科技股份有限公司，100083，北京∥第一作者，高級(jí)工程師）

深化城市軌道交通智能化綜合管理研究

曹 宏 何鳳娟

（易程科技股份有限公司，100083，北京∥第一作者，高級(jí)工程師）

深入分析了當(dāng)前城市軌道交通信息化建設(shè)中存在的問(wèn)題。介紹了智能化綜合管理信息平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)的組成，論述了其技術(shù)特點(diǎn)，并分析了系統(tǒng)中需要重點(diǎn)解決的技術(shù)課題。智能化綜合管理信息平臺(tái)可以進(jìn)一步整合管理界面和業(yè)務(wù)流程，有利于建立更為高效的城市軌道交通體系。

城市軌道交通；綜合信息管理；智能化管理平臺(tái)

First-author's address Easyway Company Limited，100083，Beijing，China

目前，城市軌道交通信息化建設(shè)的重點(diǎn)，是從旅客服務(wù)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等各方面考慮，建立并推廣應(yīng)用一整套安全可靠、高度智能化、集成化的綜合管理信息系統(tǒng)。

城市軌道交通智能化系統(tǒng)主要包括綜合監(jiān)控系統(tǒng)、乘客資訊系統(tǒng)、綜合安防系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)等6個(gè)分系統(tǒng)。各分系統(tǒng)還包含電話、廣播、時(shí)鐘、列車自動(dòng)監(jiān)控、列車自動(dòng)防護(hù)、監(jiān)控、門禁、電子防護(hù)等近20多個(gè)子系統(tǒng)。目前，各地鐵車站雖相繼建立了一些有效的信息系統(tǒng)，這些系統(tǒng)內(nèi)部也有一些集成與互聯(lián)，但是，由于缺少綜合管理信息平臺(tái)將這些系統(tǒng)橫向連接，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)只能分散、獨(dú)立地工作，不能對(duì)車站設(shè)施進(jìn)行智能化管理。此外，還需要集成其他交通方式的相關(guān)信息等，這需要統(tǒng)籌解決。

為實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)的互聯(lián)互通以及資源共享，需要針對(duì)城市軌道交通的特點(diǎn)建立一個(gè)城市軌道交通智能化綜合管理信息平臺(tái)（以下簡(jiǎn)為“綜合管理平臺(tái)”）。該平臺(tái)以計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)為支撐，集成整合城市軌道交通車站各專業(yè)、各系統(tǒng)的信息，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與生產(chǎn)的集中管理，進(jìn)一步提高車站預(yù)防事故以及對(duì)事故快速響應(yīng)的應(yīng)急管理能力，加強(qiáng)車站和上級(jí)控制中心的聯(lián)動(dòng)管理；實(shí)現(xiàn)車站和道路公交、重大事件、天氣情況，甚至和鐵路、民航等其它運(yùn)輸方式的信息交流和資源共享，充分提高現(xiàn)代化城市軌道交通運(yùn)營(yíng)的科技管理水平，跟上國(guó)際城市軌道交通行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

1 建設(shè)綜合管理平臺(tái)

綜合管理平臺(tái)，是一種通過(guò)信息系統(tǒng)集成優(yōu)化技術(shù)，將車站各相關(guān)的設(shè)備設(shè)施、車站現(xiàn)有各系統(tǒng)和車站各管理業(yè)務(wù)，緊密集成為一體的全新智能化管理業(yè)務(wù)平臺(tái)。

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

為了達(dá)到系統(tǒng)集成的功能最優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)高效，綜合管理平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)劃分為5個(gè)層面，如圖1所示。

第1層為車站空間。對(duì)車站布局、車站位置、設(shè)施位置等空間信息進(jìn)行詳盡的數(shù)字建模，建立電子沙盤(pán)，提供可視化操作界面基礎(chǔ)。

第2層為車站各類終端管理機(jī)電設(shè)備設(shè)施。設(shè)備設(shè)施層包括自動(dòng)售檢票設(shè)備、信息發(fā)布顯示設(shè)備、信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備、電力設(shè)備等，均受綜合管理平臺(tái)管控，可檢測(cè)設(shè)備狀態(tài)，采集車站設(shè)施管理和設(shè)備狀態(tài)等信息，并接受控制命令。該層對(duì)車站的運(yùn)營(yíng)分析、旅客疏導(dǎo)、信息處理與發(fā)布、站務(wù)管理至關(guān)重要。

圖1 綜合管理平臺(tái)架構(gòu)圖

第3層為線路各車站的信息采集與集成處理。處理內(nèi)容不僅包括各車站本身各類信息，還包括從其它外部系統(tǒng)獲得的信息，如線路運(yùn)營(yíng)計(jì)劃信息、上級(jí)控制中心下達(dá)的信息、綜合監(jiān)控信息等。信息的集成處理需有非常復(fù)雜的接口體系，通過(guò)綜合管理平臺(tái)，打破現(xiàn)有縱向系統(tǒng)、不同網(wǎng)絡(luò)的信息隔離，緊密集成各類信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)橫向信息共享和交流，為管理者的指揮及決策提供依據(jù)。

第4層為業(yè)務(wù)融合與展示。業(yè)務(wù)融合是對(duì)管理業(yè)務(wù)的整合。將線路各車站管理的運(yùn)營(yíng)計(jì)劃、客流預(yù)測(cè)、設(shè)備運(yùn)行、應(yīng)急處理等各項(xiàng)業(yè)務(wù)有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)集中管理，改變信息不全、消息封閉、決策不明的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。

第5層為智能化運(yùn)營(yíng)與管理。智能化運(yùn)營(yíng)管理是通過(guò)統(tǒng)一可視化人機(jī)界面展現(xiàn)對(duì)信息和業(yè)務(wù)的融合，加快信息流動(dòng)，進(jìn)行高效決策指揮，實(shí)現(xiàn)“信息共享、業(yè)務(wù)自動(dòng)、管理智能、服務(wù)優(yōu)質(zhì)”的最終目標(biāo)。

1.2 系統(tǒng)組成

綜合管理平臺(tái)的硬件設(shè)備組成包括應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、接口服務(wù)器及磁盤(pán)陣列，以及各操作員工作站、打印機(jī)、大屏幕顯示、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和終端控制設(shè)備等，按照不同管理需求，分別部署在城市軌道交通路網(wǎng)指揮中心、線路控制中心和各車站、車輛段。系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖2所示。

綜合管理平臺(tái)的軟件主要由平臺(tái)軟件、應(yīng)用軟件、接口軟件等構(gòu)成。平臺(tái)軟件主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理與管理等功能；應(yīng)用軟件主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理與協(xié)調(diào)、信息報(bào)送、信息查詢、應(yīng)急指揮，以及系統(tǒng)管理和維護(hù)等功能；接口軟件主要實(shí)現(xiàn)綜合管理平臺(tái)與各子系統(tǒng)、上下級(jí)設(shè)備間的通信處理功能。

綜合管理平臺(tái)通過(guò)對(duì)上述空間、設(shè)備、業(yè)務(wù)的有機(jī)融合，能夠共享信息和資源，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)管理的可視化、智能化和立體化；對(duì)車站的日常運(yùn)營(yíng)進(jìn)行綜合監(jiān)視，對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行應(yīng)急聯(lián)動(dòng)和統(tǒng)一指揮；為旅客提供信息服務(wù)；實(shí)現(xiàn)與其他單位的聯(lián)系和協(xié)調(diào)，包括向上級(jí)報(bào)送信息和接收上級(jí)指令，聯(lián)系、協(xié)調(diào)公安、消防部門等。

1.3 綜合管理平臺(tái)技術(shù)特點(diǎn)

綜合管理平臺(tái)是一個(gè)創(chuàng)新的、模塊化的智能系統(tǒng)，具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

圖2 綜合管理平臺(tái)設(shè)備連接圖

（1）引入了SOA軟件框架，可為系統(tǒng)提供優(yōu)良的延伸性和使用性，可以自由、任意地潛入新的子系統(tǒng)，也可方便地改造現(xiàn)有的系統(tǒng)，與現(xiàn)有系統(tǒng)和新系統(tǒng)都有良好的兼容性。

（2）設(shè)計(jì)了風(fēng)格統(tǒng)一的人機(jī)界面，匯聚了所有子系統(tǒng)信息。操作員可以對(duì)所有設(shè)備狀態(tài)、報(bào)警以及資源分配一目了然。

（3）具有良好的決策輔助和聯(lián)動(dòng)功能，可以大大提高運(yùn)營(yíng)效率，自動(dòng)化的運(yùn)營(yíng)流程可以大大縮短危機(jī)處理時(shí)間。

（4）可融合處理多源數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)不同子系統(tǒng)的異構(gòu)信息進(jìn)行綜合分析與處理，為日常運(yùn)營(yíng)、應(yīng)急處理、信息報(bào)送等各項(xiàng)業(yè)務(wù)提供決策信息。

（5）設(shè)置后備中心，保障系統(tǒng)可靠性。綜合管理平臺(tái)自身一旦發(fā)生故障對(duì)整個(gè)系統(tǒng)影響較大，因此，其服務(wù)器、交換機(jī)等均應(yīng)采用冗余方式，并在車輛段設(shè)置后備中心。當(dāng)控制中心網(wǎng)絡(luò)中斷或發(fā)生故障時(shí)，車輛段的綜合管理平臺(tái)工作站以中央級(jí)用戶登錄使用，可監(jiān)控全線車站常規(guī)設(shè)備，提供與中心級(jí)系統(tǒng)同樣的功能，直至原控制中心恢復(fù)，轉(zhuǎn)交控制權(quán)。

1.4 平臺(tái)系統(tǒng)中需要重點(diǎn)解決的技術(shù)課題

1.4.1 接口處理器要滿足互聯(lián)和大集成的要求

在綜合管理平臺(tái)中，所有集成與互聯(lián)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)都統(tǒng)一接入綜合管理平臺(tái)的接口處理器。由于有些系統(tǒng)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的二次開(kāi)發(fā)，或建立獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)，因此還要考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一規(guī)劃。接口處理器負(fù)責(zé)綜合管理平臺(tái)與各相聯(lián)系統(tǒng)的接口管理，完成規(guī)約轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)初始處理、周期訪問(wèn)和協(xié)議轉(zhuǎn)換，并將不同格式的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為綜合管理平臺(tái)統(tǒng)一的內(nèi)部數(shù)據(jù)對(duì)象格式，提交到系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器。接口服務(wù)器具有支持多種協(xié)議轉(zhuǎn)換、支持多種通信接口的模塊，同時(shí)具有足夠的網(wǎng)絡(luò)口、串口，以便于接入相應(yīng)系統(tǒng)。每個(gè)接口服務(wù)器通過(guò)千兆以太網(wǎng)接口與綜合管理平臺(tái)交換機(jī)相聯(lián)。采用冗余配置，單點(diǎn)故障不會(huì)影響系統(tǒng)功能，以保證數(shù)據(jù)流的處理與傳輸。

1.4.2 人機(jī)界面需統(tǒng)一整合

綜合管理平臺(tái)涉及的子系統(tǒng)眾多，集成范圍大，人機(jī)界面圖形層次多，整合的方式也各有不同。有的系統(tǒng)通過(guò)管理平臺(tái)可直接取代被集成子系統(tǒng)的軟件，并實(shí)現(xiàn)被集成子系統(tǒng)的全部功能，例如廣播、資訊等系統(tǒng)，極大地提高了集成系統(tǒng)的性能，這類系統(tǒng)人機(jī)界面可利用成熟的軟件稍加改造。有的子系統(tǒng)，由于系統(tǒng)具有特有的功能，因此無(wú)法直接利用成熟的軟件，需要在新平臺(tái)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。對(duì)于信號(hào)系統(tǒng)中的列車自動(dòng)控制（ATC）系統(tǒng)的集成，由于信號(hào)系統(tǒng)是涉及行車安全的設(shè)備，并有專用的軟件和通信協(xié)議，因此，如果通信協(xié)議的開(kāi)放條件許可，可在綜合管理平臺(tái)的人機(jī)界面中嵌入其系統(tǒng)的圖形人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)復(fù)視管理功能，以方便運(yùn)營(yíng)人員在統(tǒng)一的平臺(tái)上操作人機(jī)界面。

1.4.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展性的需求

綜合管理平臺(tái)的服務(wù)器、交換機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)預(yù)留20%～40%的容量，軟件采用無(wú)限點(diǎn)可擴(kuò)展軟件，為今后系統(tǒng)擴(kuò)展奠定基礎(chǔ)。綜合管理平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)適合系統(tǒng)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，可在線修改、擴(kuò)充子系統(tǒng)而不干擾已經(jīng)運(yùn)作的其它子系統(tǒng)。新加入的子系統(tǒng)調(diào)試通過(guò)后，可以和原有的系統(tǒng)無(wú)縫地集成，共同完成整個(gè)交通系統(tǒng)的各項(xiàng)任務(wù)。

2 結(jié)語(yǔ)

隨著建設(shè)線路越來(lái)越多，各種管理和安全問(wèn)題日益凸現(xiàn)，綜合管理平臺(tái)采用分散自律集中控制和網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作業(yè)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了物理上設(shè)備集成、業(yè)務(wù)上統(tǒng)一監(jiān)視、管理上按線集中的現(xiàn)代化運(yùn)營(yíng)模式，能夠更好地滿足城市軌道交通建設(shè)和安全高效、優(yōu)質(zhì)服務(wù)的新需求，代表了城市軌道交通信息化發(fā)展的方向和趨勢(shì)。

［1］ 張發(fā)明，王穎.北京地鐵10號(hào)線綜合監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介［J］.城市軌道交通研究，2007（1）：71.

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Develoment of Smart Integrated Information Management in Urban Mass Transit

Cao Hong，He Fengjuan

In this paper，the construction of the smart integrated information management platform for urban mass transit is analyzed in-depth，some problems to be solved in the system are discussed，including the production and operation management，passenger information service，maintenance，security and emergency management，etc.This platform will cover the production，operation and service fields in urban mass transit，and provide comprehensive solutions.

urban mass transit；integrated information management；smart management platform

U 29-39

2012-05-29）